《煤化工工藝學》案例教學模式中思政教育的融合*

2022-06-14 01:31:28孟曉靜

廣州化工 2022年10期

孟曉靜，李敏，馮建

(重慶科技學院，重慶 401331)

《關于深化新時代學校思想政治理論課改革創新的若干意見》中提出把思想政治教育貫穿人才培養體系，全面推進高校課程思政建設，發揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養質量。所以教學中要圍繞全面提高人才培養能力這個核心點，促使課程思政的理念形成廣泛共識，協同推進課程思政建設的體制機制基本健全。

樊秀峰等[1]面向所有工科專業，從理論層面-哲學思想、科學精神、卓越文化、道德倫理四方面探討了課程思政與專業知識的融合策略。劉子維等[2]將藥物三種屬性的故事線作為思政元素和專業知識的契合點，構建了專業課程和思政內容協同育人體系，在提升學生理論知識的同時，提高了學生的工程倫理意識。馬麗萍等[3]以《生物化學與分子生物化學》課程為例進行案例式教學，充分挖掘案例中課程思政元素，實施結果表明，案例式融入思政元素可以明顯提高課程的認可度和參與度，達到了預期效果。孫巍巍等[4]指出了當前思政教育遇到的問題，通過教學方法的創新等手段構建了以學生為中心的教學模式，實現了四維一體的教育理念。

本文以《煤化工工藝學》為例，該課程作為能源化學工程專業必修課程，主要對接煤化工產業。課程應用型較強，故在實際教學過程中多采用以問題為導向的案例教學法。怎樣講好案例故事，充分實現思政元素的挖掘是激發學生學習興趣，提升學生能力和培養創新精神和自我驅動力的關鍵。

1 課程性質

根據我校行業性、地方性、開放性、應用型的辦學定位，旨在培養具有工程創新意識的應用型復合人才?！睹夯すに噷W》課程所屬能源化學工程專業，采用小班精英化教學。專業要求學生具備扎實的理論基礎和解決煤化工實際工程問題能力，雙碳目標下在煤炭高效轉化和清潔化領域成為具有創新精神的應用型高級人才?！睹夯すに噷W》課程涉及內容較多，主要內容包含煤的低溫干餾、焦化、煉焦化學品的回收與精制、煤氣化、煤液化以及煤的碳素制品等內容。教學過程中需要耦合煤化學、化工原理、反應工程、化工工藝學等課程知識，介紹煤化學工藝基本原理，要求學生掌握煤炭的“固化、氣化、液化”等主要工藝流程與設備、理解工藝設計思想和反應機理，煤化工領域相關理論研究與工藝開發進展。課程旨在促進學生深入理解煤化工工藝理論基礎，掌握煤化學工業原料選擇原則、典型工藝路線及相關單元操作等核心內容，構建學生的復合型知識和能力，同時培養學生科學的思維方式和創新能力。該課程應用性強，與實際工藝聯系較大，所以在教學過程中，該課程適宜開展案例式教學，故在工藝中挖掘思政元素，在提升學生專業基礎知識的基礎上，增強學生的專業自信和民族認同感。

2 課程教學設計思路

常用教材為郭樹才教授主編的《煤化工工藝學》第三版[5]，基于學科內容及應用型特點，從職業操守精神、科學創新精神、專業自信精神三方面入手進行思政元素的探討及梳理，進行合理的教學設計。教學設計采用以學生為中心的案例式教學模式：課前預習-課上交流和總結-課后知識拓展，結合案例采用問題驅動法及小組討論法引導學生自主分析解決問題，圍繞教學主線，運用教學資源庫和網絡課程教學平臺，實現信息化教學機制，以學生為主體完成知識和理論一體化教學。思政元素一般體現在課程導入階段、案例階段及教學方法的實施階段。具體設計思路如圖1所示，課程每節的課程內容分為三部分。第一步是課前預習部分，教師可通過案例、視頻等形式通過雨課堂發布，學生通過對發布的預習內容通過文獻查閱等方式查閱資料，并對教師提出的問題進行初步的歸納總結，此為承前的作用。第二步為新知講解部分，結合課前預習部分內容，通過案例、視頻或問題驅動進行知識點或課程的引入，通過問題驅動法進行學生思路的引領，引導學生分析和解決問題，并進行對比分析和小組討論，培養學生的科學意識和科學精神，這是從教學方法中思政元素的體現。另外，在新知講解部分，多采用案例教學法，案例中科技工作者孜孜不倦的奮斗精神和科技創新精神也是思政元素的體現點。同時，在知識拓展部分，多是采用實際工藝和前沿知識進行拓展和知識點的強化，這一部分也會體現科研精神和理論與實際工藝相結合的意識，也是思政元素的融入點。第三步為課后思考部分，主要是對課上知識的延伸和拓展，進一步讓學生學會思考和分析問題，起到啟后的作用。

圖1 教學過程設計思路示意圖

3 怎樣講好案例故事

基于上述教學設計，首先應該設計好這個故事，并使該故事有一定的延展性，能從課前到課中再到課后進行拓展?；诿禾康募庸すに?，分配課程的講授內容和環節。教師應將授課內容進行詳細的規劃和細化。教學內容的設計基于科學家對該工藝的研發過程和歷史背景，具有一定的連續性。

預習階段：例如在講解煤加氫液化的原理時，在課前預習環節會設定相關問題：①查閱二戰時期德國資源分布和技術水平，分析二戰時期德國軍需燃料可能的技術來源。②對比上述工藝特點，確定可行性工藝方案。③國內煤液化的發展背景。引導學生課下查閱煤液化的歷史背景和工藝途徑。并從中感受到我們煤液化工藝從無到有，從弱到強的艱辛歷程，樹立大國自信，體會科技工作者克服重重困難的奮斗精神和不斷探索攀巖的科技創新精神，幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀，樹立工匠精神和科技報國精神。

新知講解階段：在課中教學內容設計時，也會延續該案例故事，繼續圍繞：(1)二戰時德國是怎樣實現該途徑，(2)當時的工藝特點是怎樣的？(3)有哪里需要進一步改進三個問題進行。針對第一個大問題主要從“What”、“Why”、“How”的WWT這三個角度分析，幫助學生樹立正確的思維習慣。在“What”階段引入水制油案例，設計問題讓學生分析-水可否制油及原因，從而引導出煤是否能制油的思考的角度。比較當前比較熱的水氫車案例，讓學生快速查閱相關資料，分析其可行性。這兩個案例都旨在引導學生科學的習慣和分析解決問題的思維模式，不但從知識上掌握了煤能否制油，還學會了怎樣分析問題，學會了運用自己的知識辨別生活中某些觀點的對錯，最終在遇到一些疑問的時候學生自己也會查詢相關的理論知識辨別是非，增強敢于質疑的精神。再結合對煤和油已有的知識分析煤怎樣制油(How)，明確煤制油過程，通過前沿文獻，深入探索煤制油具體過程是怎樣發現的，科學家經歷了哪些繁瑣的實驗和操作才能得到這一結論，現在大家的研究焦點是什么，進一步體會科學家不斷嘗試、不斷探索的科研精神。由學生的反饋發現問題，糾正學生的錯誤的思考問題方式，便于學生及時查漏補缺。借鑒文獻中的研究成果，學習反應機理，加深認識和理解，學生對科研創新過程有了更深入的認識。之后對該問題進行深化和拓展，引導學生討論在上述原理下怎樣有效提高油收率，進而確定煤加氫液化的工藝單元。結合案例中的第二個大問題，分析德國液化工藝，讓學生分析該工藝包含的工段和具體設計的作用，強化前面所掌握的基礎知識，也讓學生體會到理論與實踐相結合的精神。再到案例中的第三個大問題，結合前面的原理對該工藝進行優化，深入認識煤液化過程。再列出現今比較有代表性的幾個工藝，讓學生分小組討論分析現有工藝的共同特點和原因，清晰認識現在發展趨勢，這一過程即強化了知識點，又鍛煉了學生的歸納總結和表達能力。

課后拓展部分：課后通過讓學生查閱資料，解答以下問題：①煤直接液化工藝對煤種及性質有無限制？②直接液化產物中，液化殘渣可能的用途？這兩個問題對煤直接加氫過程具有拓展作用，讓學生充分認識現有煤液化工藝存在的問題，思考可能的解決方法，也能更好的與其他章節進行銜接。這一階段也讓學生更好的體會理論與工藝相結合的重要性，增強用自己的知識解決工藝問題的能力，培養嚴謹求實的科學精神。

在講好案例故事的過程中，一個章節多是一個大的案例，這些大的案例多是具有延續性的，多是該工藝的發現背景或是艱辛歷程。在講授其中具體的內容時，再融入一些科研創新、愛國奉獻、質疑的精神，以期達到提升知識，價值引領和情感升華的目的。

4 怎樣實現價值引領和情感升華

進入二十一世紀后，隨著全球石油市場的動蕩和石油價格的攀升，煤炭作為儲量巨大并且可能替代石油的資源重新受到越來越多的重視。發展新型煤化工可以部分代替石化產品，對于保障國家能源安全具有重要的戰略意義。我國石油、天然氣對外依存度日益提高，石油進口比例已經超過60%，國家能源安全問題日益突出。在雙碳目標下，煤化工遭遇危機，但總書記強調“綠色轉型是一個過程，不是一蹴而就的事情。要先立后破，而不能夠未立先破。富煤貧油少氣是我國的國情，以煤為主的能源結構短期內難以根本改變。實現‘雙碳’目標，必須立足國情，堅持穩中求進、逐步實現，不能脫離實際、急于求成，搞運動式‘降碳’、踩‘急剎車’。不能把手里吃飯的家伙先扔了，結果新的吃飯家伙還沒拿到手，這不行。既要有一個綠色清潔的環境，也要保證我們的生產生活正常進行。”所以目前煤化工仍起到一個支柱產業地位!增強學生的職業操守、科創精神和專業自信，是思政元素融入的初衷，也是專業課程需要達到的高度。

一是職業操守。要求學生了解化工行業從業人員的職業操守和素養，化工人在政治覺悟、實踐能力、創新意識。安全和環保意識上的具體表現。這部分內容在各章節都有體現。案例中也多是以老一輩化工專家及教育家的精神進行切入，比如大慶精神、鐵人精神，近期致力于煤潔凈轉化的謝克昌院士，助力構建我國清潔低碳、安全高效能源新體系的劉中民院士。通過這些專家學者的經歷和成就提高學生的職業素養意識，堅定理想信念，樹立大國自信和正確的人生觀和價值觀。

二是創新精神。煤炭是我國的主導能源，煤炭深加工及清潔能源的高效利用是能源轉型發展的關鍵。針對現代煤化工技術和煤潔凈化技術，結合前沿文獻分析當前的研究水平和典型煤化工企業技術的突破歷程，以此強化學生突破傳統路徑的渴望，激勵學生能夠運用自己的知識增強創新意識。例如全力推進高碳能源低碳化發展，黑色煤炭綠色化發展的李瑞國，為煤炭分選與潔凈技術的發展做出了貢獻的中國工程院院士劉炯天，我國率先實現了DMTO的核心技術及工業應用“零”的突破，催生了我國煤化工產業的迅速發展的劉中民院士。同時，借助科技工作者不畏艱難的拼搏探索精神和創新精神來激勵自己，產生共鳴，實現真正意義上的升華。

三是專業自信。我國的化工行業經歷了從無到有、從弱到強的艱難歷程和偉大飛躍，這種理想信念對學生是比較強的感召。這里的案例就比較豐富，多是集中在傳統煤化工方面，學習焦化和發電行業的發展歷程，體會我國一步步變強的奮斗精神。教師以案例形式引導學生進行分析討論，并對其中的體會和感想進行分享，強化學生的專業自信和民族自豪感。

四是科研精神。主要通過改進教學模式實現。傳統教學中，學生的主動性較差，學習興趣較低。為了體現以學生為本的教學模式，教學中采用案例教學法，首先通過問題驅動進行層層分析，引導學生自主分析和解決問題，提高學生的主觀能動性，培養解決問題的能力。其次，課程基本內容后會有知識提升和拓展部分，可對已有知識進行鞏固，也可進一步培養學生勇于探究和思考的科研精神，提升科研興趣。

5 結語